地理科普(11):太湖為何那麼大?│脫苦海

 

隕石撞擊說由已故著名地質學家彭志忠教授於1970年代提出,並由南京大學等多位專家研究認為:距今5000萬年前,一顆巨大的隕石從北東方向撞擊地面,造成相當於1000萬顆廣島原子彈爆炸的巨大衝擊,留下了2300多平方公里的隕石坑,即現在的太湖。「隕石沖擊」假說的證據:第一,從太湖外部輪廓看,它的東北部向內凹進,湖岸破碎得非常嚴重;而西南部則向外凸出,湖岸非常整齊,像一個平滑的圓弧,與國外一些大陸上遺留下來的隕石坑外形十分相似。第二,調查發現,太湖周圍的岩石岩層斷裂有驚人的規律性。在太湖的東北部,岩層有不少被拉開的斷裂,而西南部岩層的斷裂多為擠壓形成。這種地層斷裂異常情況只有在受到一種來自東北方向的巨大衝擊時才會出現。第三,成分十分複雜的角礫存在於太湖四周,在顯微鏡下觀察這些岩石,其中還可以看到被沖擊力作用產生的變質現象。另外,他們還在太湖附近找到了不少宇宙塵和熔融玻璃,這些物質只有在隕石沖擊下才會發生。他們推斷,這顆隕石是從東北方向俯衝下來的。由於太湖西南部正好對著隕石前下方,衝擊力最大,所以產生放射性斷裂,而東北部受到拉張力的作用,形成與撞擊方向垂直的張性斷裂。由於隕石巨大的衝擊力,造成岩石破碎,形成成分混雜的角礫岩和岩石的衝擊變質現象。在太湖內的島上和太湖四周發現不少擊變岩,如三山島上的擊變岩:在太湖一帶散落的石英砂岩中發現了震裂錐;在湖周發現了經過高溫熔解的鐵和熔解後重新結晶的坡璃體其衍射斑點曲線也表現出隕石撞擊地面而出現的特有現象。

彗星爆炸成因說:隕石撞擊說有不少疑點:太湖中未找到隕石撞擊的深坑。太湖周邊沒有隕石撞擊形成的典型環形山。如果5000萬年前隕石撞擊形成太湖,那麽發現的大量舊石器時代丶新石器時代甚至更晚的湖底文明從何而來。根據太湖湖底平整,黃土緻密,又未找到大塊隕石殘體等特徵認為撞擊的不是隕石,隕鐵等大密度的天體而是彗星。彗星的彗核密度小於水,是由水丶乾冰和宇宙塵埃及雜質等包裹構成。只有這種巨大的包裹著許多雜質垃圾的大雪球高速斜向砸向現在的太湖平原,才有可能形成深度不大,而且找不到大塊隕體,底部被彗星大面積壓緊而形成平坦堅實的淺坑。淺坑積水就形成太湖。彗星爆炸說認為:4800年前,一顆直徑50公里的相當於一個超級大雪球的彗星,從東北向西南砸向太湖地區並在上空爆炸分裂成許多顆後,撞到地面,大的一顆撞擊形成太湖,其馀則撞向太湖四周形成一些小的湖泊。並造成太湖四周大量散落的鐵疙瘩一類的隕擊物質。

自上個世紀80年代起,學者們便開始了對太湖衝擊坑問題的研究和探索。1993年,王爾康教授等在太湖厥山島發現震裂錐,並於2001年報導了太湖諸島砂岩石英中呈「人」字形的微裂隙,認為其可能是衝擊壓力卸載的產物。此後的多年間,雖然學者們在太湖及其周邊地區岩石中找到了石英微裂隙及變形紋等重要證據,但由於這些變形特徵存在多解性,太湖衝擊成因的假說仍然沒能得以證實,太湖形成之謎的破解工作處於停滯狀態。

2003年7月,蘇州地震局專家丶高級工程師沈自勵在《地球科學》雜誌上發表論文提出,通過對太湖三山島數年採樣鑑定丶野外地質調查工作,發現並確證火山口的存在:在三山島存在噴爆角礫岩丶原生二次噴發的凝灰角礫岩與弱熔結玻屑凝灰岩等。三山島的北部和西部遍布火山角礫岩,火山噴爆的火山彈,並且都已矽化成燧石丶玉髓丶瑪瑙等在東泊小山發現一條火山噴爆口的地質剖面,噴發時代為5000萬年前的白堊紀末。火山活動是其深部岩漿活動的結果。岩漿火山活動降低了太湖及其周邊的地下熱壓與容重,產生負壓,其結果帶來該地區新生代緩慢的沉降,太湖及其周邊大小諸湖都為同源同因的火山噴爆而成的地面沉降湖。

2003年10月,太湖周邊湖泊——石湖實施排水清淤工程,當地隕石愛好者在石湖沉積淤泥中發現了一些含鐵質的石棍丶帶孔似煉鐵的爐渣,以及一些形狀似人或動物的石頭,於是先後請教多位專家學者探索究竟。蘇州隕石愛好者王來金丶王家超,在石湖淤泥中發現大量「疑似隕石」。2006年蘇州地質專家孫繩宗等初步判斷為隕石,在蘇州科協支持下,立項進一步進行研究。

2008年初至2009年夏南京大學地球科學系隕石專家王鶴年丶謝志東丶錢漢東等在南京大學及國家自然科學基金聯合資助下,作為重點研究課題立項研究,並多次到蘇州,由蘇州市地學會專家及王來金丶王家超陪同下,對三山島及太湖中多個島嶼,進行考察取樣分析研究。2009年12月第15卷第4期《高校地質學報》王鶴年丶謝志軍丶錢漢東教授發表了《太湖衝擊坑濺射物的發現及其意義》,確定石湖石棍為隕石,太湖為隕石衝擊坑。衝擊濺射物是指衝擊成坑作用中被拋射到空中再濺落在衝擊坑及其周邊地區的受衝擊而變質的陸源物質。常見的有玻璃隕石丶擊變微小圓球粒,擊變岩石角礫岩,擊變熔融岩石等。其中包括細粒球狀菱鐵礦濺射物丶短柱狀及長棍狀菱鐵礦濺射物,不規則的塊狀丶片狀菱鐵礦濺射物,扭曲狀長英質方解石濺射物等。明顯保留了衝擊濺射特徵,即形態上濺射物有熔融或塑性體飛行的特徵,如塑性扭曲而形成的麻花狀丶陀螺狀丶水滴狀丶豆狀丶微粒狀等。濺射物表層結構保留了氣流刻蝕紋,熔融和鐵質熔殼,濺射物鐵質熔殼內包裹有石英,長英質及菱鐵礦衝擊而成的塵粉。太湖衝擊濺射物主要分佈在石湖和太湖湖底較硬的黃土層之上的淤泥層中,說明太湖衝擊坑建設物形成於全新世一萬年之後,對太湖衝擊坑的形成時間丶規模丶強度的進一步深入研究,將對揭示太湖美麗景觀環境的形成和太湖流域史前文化的演化與發展將起到重大的作用。

2008年初,由王鶴年丶謝志東丶錢漢東等多名專家組成的研究團隊對這些奇石展開深入研究,並組織了多次太湖及周邊地區的實地考察。經過近兩年的努力,終於證明這些奇石是太湖衝擊坑的濺射物。此外,2009年7月,太湖三山島外水域也發現了類似的衝擊坑濺射物,為確認太湖隕石沖擊坑成因提供了進一步證據。

最新研究成果的結論: 太湖衝擊成因說由來已久,但始終未成定論。近幾年在太湖及周邊湖泊的淤泥層中發現了許多形態​​各異的奇石,經多種方法測試研究,確定為太湖衝擊坑的濺射物。根據成分,濺射物分為兩大類。一類富鐵質,以菱鐵礦及其膠結的碎屑為主,包括微小球粒丶棍狀及各種形態的塊狀和片狀體;另一類貧鐵質,以方解石及其膠結的長英質碎屑為主,碎屑為銳角狀的石英晶屑及少量粘土和長英質岩屑。濺射物的大小從厘米級塊體​​到毫米級球粒,再至微米級塵粉都有。濺射物外形多具有旋轉扭曲形態及熔殼特徵,顯示了熔融丶塑性-半塑性特徵。這些特徵顯示其成因經歷了衝擊震碎丶熔融丶挖掘拋射丶空中飛行,最後濺落在衝擊坑及其周圍。濺射物的成分反映了太湖靶岩基岩岩性特徵。太湖衝擊坑濺射物的發現是繼太湖諸島石英砂岩中石英晶體的衝擊變質微結構發現之後,又一重大突破。綜合其他特徵,可以確定太湖為一沖擊坑。

以下是蘇州地學會蒯元林的一個ppt介紹:

太湖成因之謎

 

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